#define MAXVAL 100 /* максимальная глубина стека */
int sp = 0; /* следующая свободная позиция в стеке */
double val[MAXVAL]; /* стек */
/* push: положить значение f в стек */
void push(double f)
{
if (sp ‹ MAXVAL)
val[sp++] = f;
else
printf("ошибка: стек полон, %g не помещается\n", f);
}
/* pop: взять с вершины стека и выдать в качестве результата */
double pop(void)
{
if (sp › 0)
return val[--sp];
else {
printf ("ошибка: стек пуст\n");
return 0.0;
}
}
Переменная считается внешней, если она определена вне функции. Таким образом, стек и индекс стека, которые должны быть доступны и для push, и для pop, определяются вне этих функций. Но main не использует ни стек, ни позицию в стеке, и поэтому их представление может быть скрыто от main.
Займемся реализацией getop - функции, получающей следующий оператор или операнд. Нам предстоит решить довольно простую задачу. Более точно: требуется пропустить пробелы и табуляции; если следующий символ - не цифра и не десятичная точка, то нужно выдать его; в противном случае надо накопить строку цифр с десятичной точкой, если она есть, и выдать число NUMBER в качестве результата.
#include ‹ctype.h›
int getch(void);
void ungetch(int);
/* getop: получает следующий оператор или операнд */
int getop(char s[])
{
int i, с;
while ((s[0] = с = getch()) == ' ' || с == '\t')
;
s[1] = '\0;
if (!isdigit(c) && с!= '.')
return c; /* не число */
i = 0;
if (isdigit(c)) /* накапливаем целую часть */
while (isdigit(s[++i] - с = getch()))
;
if (с == '.') /* накапливаем дробную часть */
while (isdigit(s[++i] = с = getch()))
;
s[i] = '\0';
if (c != EOF)
ungetch(c);
return NUMBER;
}
Как работают функции getch и ungetch? Во многих случаях программа не может "сообразить", прочла ли она все, что требуется, пока не прочтет лишнего. Так, накопление числа производится до тех пор, пока не встретится символ, отличный от цифры. Но это означает, что программа прочла на один символ больше, чем нужно, и последний символ нельзя включать в число.
Эту проблему можно было бы решить при наличии обратной чтению операции "положить-назад", с помощью которой можно было бы вернуть ненужный символ. Тогда каждый раз, когда программа считает на один символ больше, чем требуется, эта операция возвращала бы его вводу, и остальная часть программы могла бы вести себя так, будто этот символ вовсе и не читался. К счастью, описанный механизм обратной посылки символа легко моделируется с помощью пары согласованных друг с другом функций, из которых getch поставляет очередной символ из ввода, a ungetch отправляет символ назад во входной поток, так что при следующем обращении к getch мы вновь его получим.
Нетрудно догадаться, как они работают вместе. Функция ungetch запоминает посылаемый назад символ в некотором буфере, представляющем собой массив символов, доступный для обеих этих функций; getch читает из буфера, если там что-то есть, или обращается к getchar, если буфер пустой. Следует предусмотреть индекс, указывающий на положение текущего символа в буфере.
Так как функции getch и ungetch совместно используют буфер и индекс, значения последних должны между вызовами сохраняться. Поэтому буфер и индекс должны быть внешними по отношению к этим программам, и мы можем записать getch, ungetch и общие для них переменные в следующем виде:
#define BUFSIZE 100
char buf[BUFSIZE]; /* буфер для ungetch */
int bufp = 0; /* след. свободная позиция в буфере */
int getch(void) /* взять (возможно возвращенный) символ */
{
return (bufp › 0) ? buf[--bufp]: getchar();
}
void ungetch(int c) /* вернуть символ на ввод */
{
if (bufp ›= BUFSIZE)
printf("ungetch: слишком много символов\n");
else
buf[bufp++] = с;
}
Стандартная библиотека включает функцию ungetc, обеспечивающую возврат одного символа (см. главу 7). Мы же, чтобы проиллюстрировать более общий подход, для запоминания возвращаемых символов использовали массив.
Упражнение 4.3. Исходя из предложенной нами схемы, дополните программу- калькулятор таким образом, чтобы она "понимала" оператор получения остатка от деления (%) и отрицательные числа.
Упражнение 4.4. Добавьте команды, с помощью которых можно было бы печатать верхний элемент стека (с сохранением его в стеке), дублировать его в стеке, менять местами два верхних элемента стека. Введите команду очистки стека.
Упражнение 4.5. Предусмотрите возможность использования в программе библиотечных функций sin, ехр и pow. См. библиотеку ‹math.h› в приложении B (параграф 4).
Упражнение 4.6. Введите команды для работы с переменными (легко обеспечить до 26 переменных, каждая из которых имеет имя, представленное одной буквой латинского алфавита). Добавьте переменную, предназначенную для хранения самого последнего из напечатанных значений.
Упражнение 4.7. Напишите программу ungets(s), возвращающую строку s во входной поток. Должна ли ungets "знать" что-либо о переменных buf и bufp, или ей достаточно пользоваться только функцией ungetch?
Упражнение 4.8. Предположим, что число символов, возвращаемых назад, не превышает 1. Модифицируйте с учетом этого факта функции getch и ungetch.
Упражнение 4.9. В наших функциях не предусмотрена возможность возврата EOF. Подумайте, что надо сделать, чтобы можно было возвращать EOF, и скорректируйте соответственно программу.
Упражнение 4.10. В основу программы калькулятора можно положить применение функции getline, которая читает целиком строку; при этом отпадает необходимость в getch и ungetch. Напишите программу, реализующую этот подход.
4.4 Области видимости
Функции и внешние переменные, из которых состоит Си-программа, каждый раз компилировать все вместе нет никакой необходимости. Исходный текст можно хранить в нескольких файлах. Ранее скомпилированные программы можно загружать из библиотек. В связи с этим возникают следующие вопросы:
• Как писать объявления, чтобы на протяжении компиляции используемые переменные были должным образом объявлены?
• В каком порядке располагать объявления, чтобы во время загрузки все части программы оказались связаны нужным образом?